(57)【要約】【課題】固液分離性に優れたフロックが得られる凝集工程を含む新規な有機性廃水の処理方法を提供すること。【解決手段】下記工程（１）及び（２）を含むことを特徴とする有機性廃水の処理方法。（１）イオン性の異なる２種以上のイオン性高分子凝集剤を使用して、廃水中に浮遊している固形分を３ｍｍ以上のフロック（凝塊）に凝集させる凝集工程Ｉ、  （２）該凝集工程Ｉで凝集させたフロックをろ過（脱水）してケーキとして回収する固液分離工程ＩＩ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程（１）及び（２）を含むことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
（１）イオン性の異なる２種以上のイオン性高分子凝集剤を併用して、廃水中に浮遊している固形分を平均径３ｍｍ以上のフロック（凝塊）に凝集させる凝集工程、
（２）該凝集工程で凝集させたフロックをろ過脱水してケーキとして回収する固液分離工程。
【請求項２】
下記工程（１）及び（２）を含むことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
（１）カチオン系とアニオン系との高分子凝集剤を併用して、廃水中に浮遊している固形分をフロック（凝塊）に凝集させる凝集工程、
（２）該凝集工程で凝集させたフロックをろ過脱水してケーキとして回収する固液分離工程。
【請求項３】
前記カチオン系の高分子凝集剤を２種以上併用することを特徴とする請求項２記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項４】
前記カチオン系の高分子凝集剤が、アンモニウム塩ポリマー系とポリアクリル酸エステル系又はポリメタクリル酸エステル系との組み合わせであることを特徴とする請求項３記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項５】
前記固液分離をスクリュープレス式脱水機で行なうことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項６】
前記固液分離工程で回収されるケーキの水分（湿量基準含水率）が８５質量％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項７】
前記有機性廃水が着色廃水であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の有機性廃水の処理方法。
【請求項８】
カチオン系高分子凝集剤を添加して一次凝集反応をさせた後、アニオン系高分子凝集剤で二次凝集反応をさせることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の有機性廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、有機性廃水の処理方法に関し、特に、印刷工場、染料工場や染色工場から排出される、染料、有機顔料等の有機化合物を多量に含む着色廃水の処理に好適な発明に係る。
【０００２】
【背景技術】
着色廃水等の有機性廃水の処理方法との一つとして、無機及び有機高分子凝集剤を使用して凝集沈殿（浮上）させ、更に、固液分離（ろ過脱水）する方法がある（特許文献１・２等参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公昭６１−２００６号公報
【特許文献２】特開２０００−１５３２８０公報
【０００４】
【発明の開示】
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記にかんがみて、固液分離性に優れたフロックが得られる凝集工程を含む新規な有機性廃水の処理方法を提供することを目的（課題）とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つである有機性廃水の処理方法は、下記構成からなる。
【０００７】
下記工程（１）及び（２）を含むことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【０００８】
（１）イオン性の異なる２種以上の高分子凝集剤を併用して、有機廃水中に浮遊している固形分を凝集させて３ｍｍ以上のフロック（凝塊）を生成させる凝集工程
（２）該凝集工程で凝集させたフロックを固液分離（ろ過脱水）してケーキとして回収する固液分離工程。
【０００９】
イオン性の異なる２種以上の高分子凝集剤を併用して平均径３ｍｍ以上の粗大なフロックとすることにより、有機性廃水の清澄化効率が良好であるとともに、固液分離（ろ過脱水）効率が良好で低水分のケーキが得ることができる。これは、本発明者らが種々の実験結果から知見したものである。
【００１０】
本発明の他の一つである有機性廃水の処理方法は、下記構成からなる。
【００１１】
下記工程（１）及び（２）を含むことを特徴とする有機性廃水の処理方法。
【００１２】
（１）、カチオン系とアニオン系との高分子凝集剤を併用して、有機廃水中に浮遊している固形分を凝集させてフロック（凝塊）とする凝集工程
（２）該凝集工程で生成したフロックを固液分離（ろ過脱水）してケーキとして回収する固液分離工程。
【００１３】
高分子凝集剤としてカチオン系とアニオン系とを併用することにより、特に、カチオン系を２種以上併用することにより、上記発明の平均径３ｍｍ以上の粗大なかつ強度が大きいフロックを得やすくなる。その結果、フロックを脱水ろ過して得るケーキの含水率も低くなる。
【００１４】
カチオン系を２種以上併用する場合は、アンモニウム塩ポリマー系（ポリカチオン系）とポリアクリル酸エステル系又はポリメタクリル酸エステル系とを併用することが望ましい。上記効果が顕著となる。
【００１５】
上記固液分離は、スクリュープレス式脱水機で行なうことが望ましい。無機凝集剤を採用して凝集したフロックは強度が高すぎて、スクリュープレス式では目詰まりして固液分離（脱水ろ過）ができない。高分子凝集剤を採用した本発明では、フロック強度が、スクリュープレス式で固液分離可能なものとなった。スクリュープレス式は、他の遠心式、ベルトプレス式ないしフィルタープレス式に比して、連続化が容易であり、さらには、低水分化も容易である。
【００１６】
後処理工程を、回収されるケーキの水分（湿量基準含水率）が８５質量％以下とすることが望ましい。後処理が容易なためである。
【００１７】
上記各構成の発明は、有機性廃水を着色廃水とした場合の凝集効率の向上を図ることができ、特にフレキソインキ洗浄廃水のような着色廃水の場合の凝集効率を向上させることができ、カチオン系高分子凝集剤を添加して一次凝集反応をさせた後、アニオン系高分子凝集剤で二次凝集反応をさせることが、凝集効率（粗大粒子化）を促進することができる。
【００１８】
【発明を実施するための最良の形態】
以下、本発明を実施する望ましい形態について図１の廃水処理プラントのフロー図（流図）に基づいて説明をする。ここでは、着色廃水（フレオソインキ洗浄廃水）を有機性廃水とする場合を例に採る。
【００１９】
本実施形態の有機性廃水の処理方法は、基本的には、凝集工程と固液分離工程とを含むものである。
【００２０】
なお、以下の説明で、アニオン系・カチオン系・両性高分子凝集剤は、それぞれ、アニオン・カチオン・両性凝集剤と略すことがある。
【００２１】
本実施形態で使用する廃水処理システムは、基本的には▲１▼凝集工程装置Ｉと▲２▼固液分離工程装置ＩＩと、▲３▼後処理工程装置ＩＩＩとを備えている。
【００２２】
（１）凝集工程装置Ｉは、廃水を貯留する廃水貯槽（原液貯槽）１２、一次・二次凝集反応をそれぞれ行なわせる一次凝集槽２０、二次凝集槽２６及びそれらの凝集槽に各凝集剤を供給するアニオン・第一カチオン・第二カチオン凝集剤槽２７、２７Ａ、２７Ｂを備えたものである。
【００２３】
ここで、凝集槽は一次凝集槽、二次凝集槽に分けなくても、一個の凝集槽で一次・二次凝集を行なう構成としてもよい。
【００２４】
ここで廃水貯槽１２は、液均一化攪拌機１４及び廃水供給ポンプ１６及び上・下限水位検知器１８を備えている。そして、廃水供給ポンプ１６は、一次凝集槽２０に接続された廃水供給配管１７と接続されており、廃水を一次凝集槽２０へ供給可能となっている。
【００２５】
一次凝集槽２０は、一次処理水移送ポンプ２２、フロキュレータである攪拌ポンプ２４、及び上・下限水位検知器１８Ａを備えている。
【００２６】
二次凝集槽２６は、一次処理水を導入させる導入部２６ａと、アニオン凝集剤を添加して凝集操作を行なう凝集部２６ｂと、導入部２６ａと凝集部２６ｂとの間に上開き・下開き堰板で区画された緩衝部２６ｃとを備えている。
【００２７】
そして、導入部２６ａの底部には、一次凝集槽２０の一次処理水移送ポンプ２２と接続された一次処理水移送配管２３と接続されている。二次凝集槽２６の導入部２６ａの底部と凝集部２６ｂには、フロキュレータであるプロペラ型攪拌機２８と多段水位検出器３０とを備え、凝集部２６ｂの側部には、二次処理水を脱水機３２に溢流・自重落下させる二次処理水移送給配管３４が接続され、他方、底部には、沈殿物を一次凝集槽２０へ間欠的に戻す第一戻し配管３６がバルブを介して接続されている。
【００２８】
また、各凝集剤槽２７、２７Ａ、２７Ｂは、均一化攪拌機２９、２９Ａ、２９Ｂと凝集剤供給ポンプ３１、３１Ａ、３１Ｂとを備えている。各凝集剤槽２７、２７Ａ、２７Ｂの各凝集剤供給ポンプ３１、３１Ａ、３１Ｂは、廃水供給ポンプ１６の供給量に対応させて各凝集剤を各凝集槽２０、２６に供給可能に、廃水供給ポンプ１６及び一次処理水移送ポンプ２２と信号配線により接続されている。さらには、廃水供給ポンプ１６及び一次処理水供給ポンプ２２は、廃水貯槽１２及び一次凝集槽２０の各上・下限水位検出器１８、１８Ａの信号もフィードパックされるようなっており、更には、一次処理水移送ポンプ２２は、二次凝集槽２６の多段水位検出器３０の信号がフィードバックされるようになっている。
【００２９】
（２）固液分離工程装置ＩＩは、本実施形態では、二次処理水を固液分離（脱水ろ過）するスクリュープレス脱水機３２と、該脱水機３２からのケーキを受けるケーキ受けコンテナ３８と、前段ろ過水及び後段ろ過水をそれぞれ受ける前段ろ過水受け槽４０及び後段ろ過水受け槽４２とを備えている。
【００３０】
さらに、前段ろ過水受け槽４０の底部は、自重により前段ろ過水を後処理工程装置ＩＩＩの処理水沈殿槽４８へ移送するろ過水移送配管４９が接続されている。また、後段ろ過水受け槽４２の低部には一次凝集槽２０へ戻す第二戻し配管３６Ａが接続されている。
【００３１】
なお、脱水機３２の上側には、浄水配管４４とバルブを介して接続された洗浄用シャワー４６が配されている。
【００３２】
（３）後処理工程装置ＩＩＩは、処理水沈殿槽４８と処理水貯槽５０とを備えている。沈殿槽４８は脱水機３２の前段ろ過水を受けて沈降分離するもので、底部には、引き抜きポンプ５２を介して沈殿物を一次凝集槽２０へ戻す第三戻し配管３６Ｂが接続されている。さらに、側部には、溢流室４８ａを介して処理水貯槽５０へ処理水移送配管５４を介して処理水貯槽５０へ移送可能となっている。
【００３３】
処理水貯槽５０は、放流ポンプ５６および上・下限水位検知器１８Ｂを備えている。この上・下限水位検知器１８Ｂは、信号配線により放流ポンプ５６と接続されている。また、放流ポンプ５６にはフィルター６０を備えた放流配管５８が接続されている。
【００３４】
次に、上記廃水処理システムを用いての本実施形態における有機性廃水の処理方法について説明をする。
【００３５】
（１）工場（施設）から排出された廃水を廃水貯槽（原液槽）１２に貯留する。このとき、処理対象物である廃水（原液）を攪拌機１４で攪拌して均一化状態としておく。
【００３６】
ここで、対象処理とする廃水の性状は、ｐＨ（水素イオン濃度）：５．０〜８．０の範囲で、浮遊固形分量（浮遊物質量）（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ  Ｓｏｌｉｄ）：１００〜５００００ｐｐｍのものが望ましく、更には１０００〜５００００ｐｐｍのものが望ましい。
【００３７】
ｐＨが低すぎても高過ぎても、高分子凝集剤の凝集作用が阻害され易い。そのような場合は、適宜、ｐＨ調節剤でｐＨ調節を行なう。ｐＨ調節剤としては、通常、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）や硫酸（Ｈ２ＳＯ４）を使用する。
【００３８】
ＳＳが低すぎる場合は、処理する必要が少なくかつ処理効率が良好でなく、ＳＳが高過ぎると、処理能力を超えて凝集による廃水処理（廃水清澄化）が困難となり、処理効率も悪い。
【００３９】
そして、廃水処理量（廃水移送量）は、廃水のＳＳ等により異なるが、例えば、フレキソインク洗浄廃水の場合、２００Ｌ／ｈ以上とする。
【００４０】
（２）凝集処理工程：
▲１▼廃水供給ポンプ１６により一次凝集槽（汚泥サービスタンク）２０へ廃水（処理対象物）を移送させる。そして、該廃水移送量に対応する量の第一・第二カチオン凝集剤を、各凝集剤タンク２９Ａ、２９Ｂから一次凝集槽２０へ各凝集剤供給ポンプ３１Ａ、３１Ｂを介して移送させることにより添加する。このときの、第一・第二カチオン凝集剤の添加時期は、経時的でも同時的でもよい。
【００４１】
このときのカチオン凝集剤の対廃水添加量は、廃水のＳＳ及び凝集剤のタイプにより異なるが、例えば、廃水がフレキソインク洗浄水で、カチオン凝集剤がアンモニウム塩ポリマー系単独使用の場合、１０００〜５０００ｐｐｍとする。アンモニウム塩ポリマー系／ポリアクリル酸エステル系併用の場合、前者：１００〜１５００ｐｐｍ、後者：５０〜５００ｐｐｍとする。
【００４２】
そして、カチオン凝集剤により廃水に凝集（反応）を発生させて一次凝集（一次処理）を行なう。なお、この一次凝集を良好に行なわせるために、攪拌ポンプ（フロキュレータ）２４で軽く攪拌を行なう。
【００４３】
▲２▼次に、一次凝集を行った一次処理水は、一次処理水移送ポンプ２２により二次凝集（混和槽）２６ヘ移送させる。そして、一次処理水にアニオン凝集剤により凝集（反応）を発生せて二次凝集を行なう。
【００４４】
このときのアニオン凝集剤の対廃水添加量は、一次処理水のＳＳ及び凝集剤のタイプにより異なるが、例えば、廃水がフレキソインク洗浄廃水で、アニオン凝集剤がポリアクリルアミド系の場合、５〜４００ｐｐｍとする。
【００４５】
そして、アニオン凝集剤により一次処理水に凝集（反応）を発生させて二次凝集を行なう。なお、この一次凝集反応を良好に行なわせるために、二次フロキュレータ（二次反応攪拌機）で軽く攪拌を行なう（攪拌羽根）。この攪拌の回転速度は、例えば、２〜４ｍｉｎ−１とする。
【００４６】
なお、二次凝集槽は、必然的ではなく、一次凝集槽で兼ねてもよいが、処理効率の見地からはあった方が望ましい。
【００４７】
（３）固液分離工程（脱水処理工程）：
上記で発生した二次処理水は、二次凝集槽２６から二次処理水移送配管３４を介して溢流自重落下にスクリュープレス式脱水機３２に移送させて、脱水ろ過（固液分離）を行なう。
【００４８】
固液分離により発生した固体成分であるケーキは、ケーキ受コンテナ３８で受けて、廃棄処理を行なう。なお、当該ケーキの水分は、後処理工程との関係から８５％以下、さらに望ましくは、７０％以下となるように脱水処理を行なう。また、当該ケーキが再利用可能な場合は、当然、適宜貯留しておいて、再利用工程に搬送する。
【００４９】
（４）後処理工程：
上記脱水処理工程で、脱水機３２前段で発生したろ過水（二次処理水）は、処理水沈殿槽４８へろ過水移送配管４９を介して連続的に自重落下により移送させた後、沈殿槽４８で沈降分離を行なう。
【００５０】
なお、脱水機３２後段で発生したろ過水は、ＳＳが高いため、一次凝集槽２０へ第二戻し配管３６Ａにより自重落下により戻し、再度、上記一次凝集処理、さらには二次凝集処理を行なう。
【００５１】
沈殿槽４８で発生した底部沈殿物は、引き抜きポンプ５２により、再度、上記一次凝集槽２０へ戻し、再度、上記一次凝集処理さらには二次凝集処理を行なう。
【００５２】
沈殿槽４８の上澄み液は、オーバフロートラフ（溢流受け樋）４８ａから処理水移送配管５４を介して、最終処理水として処理水貯槽５０に貯留させて、放流ポンプ５６から放流配管５８を介して放流又は高次処理工程へと移送する。
【００５３】
なお、上記脱水処理工程においては、脱水機として、スクリュープレス式を用いたが、遠心式、ベルトプレス式、フィルタープレス式も使用可能である。
【００５４】
上記カチオン・アニオン凝集剤としては、下記のようなものを適宜、１種又は２種以上選択して使用可能である。そして、上記実施形態では、２種のカチオン凝集剤で一次凝集を、１種のアニオン凝集剤で二次凝集を行う構成としたが、カチオン凝集剤を１種又は３種以上、アニオン凝集剤を２種以上としてもよく、廃水の種類によっては、少量の無機凝集剤を適宜併用することもできる。
【００５５】
＜カチオン凝集剤＞
▲１▼ポリメタクリル酸エステル系：
代表的に下記構造式により示されるアクリルアミドとＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートとの共重合体であり、具体的には「センカフロックＳＭ５０００Ｃ」（センカ（株）商品名）等を挙げることができる。
【００５６】
【化１】
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▲２▼ポリアクリル酸エステル系：
代表的に下記構造式により示されるアクリルアミドとＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートとの共重合体であり、具体的には「センカフロックＳＡ７５８０Ｃ」、「センカフロックＡＫ３０５０Ｃ」（センカ（株）商品名）等を挙げることができる。
【００５７】
【化２】
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▲３▼ビニルポリアミジン系：
代表的に下記構造式により示されるアクリロニトリルとＮ−ビニルホルムアミドとの共重合体である。
【００５８】
【化３】
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▲４▼ジシアンジアミド系：
具体的に「センカフロックＺ−１５０Ｃ」（センカ（株）商品名）等を挙げることができる。
【００５９】
▲５▼アンモニウム塩ポリマー系（ポリカチオン系）：
具体的は「センカフロックＤＥ−３０」（センカ（株）商品名）等を挙げることができる。
【００６０】
これらのうちで、アンモニウム塩ポリマー系（ポリカチオン系）とポリアクリル酸エステル系又はポリメタクリル酸エステル系とを併用することが、凝集作用（フロック粒子粗大化）が促進されて望ましい。
【００６１】
＜アニオン凝集剤＞
▲１▼ポリアクリルアミド系：
代表的に下記構造式により示されるアクリルアミドとアクリル酸ナトリウムとの共重合体で、具体的には「ハイパークリヤーＣ−３０」、「ハイパークリヤーＡ−４０」（新東ブレーター（株）商品名）等を挙げることができる。
【００６２】
【化４】
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また、上記実施形態において、上記カチオン凝集剤又はアニオン凝集剤に代えて下記例示の両性凝集剤のうち、カチオン寄り又はアニオン寄りのものと置換しても、ある程度の凝集作用の増大が期待できるものである。
【００６３】
＜両性凝集剤＞
▲１▼ポリメタクリル酸エステル系：
代表的に下記構造式により示されるアクリルアミドとアクリル酸ナトリウムとＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートとの共重合体である。
【００６４】
【化５】
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▲２▼ポリアクリル酸エステル系：
代表的に下記構造式により示されるアクリルアミドとアクリル酸ナトリウムとＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートとの共重合体であり、具体的には「ハイブリッドＨＢ−３０４０」（アムコン（株）商品名）、「センカフロックＡＳＫ５０４０Ｃ」・「センカフロックＡＳＺ２５３０Ｃ」（センカ（株）商品名
【００６５】
【化６】
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【００６６】
【試験例】
本発明の効果を確認するために、フレキソインク洗浄廃水（ｐＨ：７．６、ＳＳ：２０００ｐｐｍ）について、凝集沈降試験及びろ過脱水試験を行った。
【００６７】
（１）凝集沈降試験；
▲１▼廃水に対して表１に示すカチオン系／アニオン系の高分子凝集剤（希釈液）を表示の各量となるように添加して、攪拌（３００ｒｐｍ×２０ｓ）して、一次凝集処理を行なう。
【００６８】
▲２▼続いて、アニオン系の高分子凝集剤（希釈液）を表示の各量となるように添加して、攪拌（３００ｒｐｍ×２０ｓ）して、一次凝集処理を行なう。
【００６９】
▲３▼得られた二次処理廃水におけるフロック径を、物差しを当てて目視測定した。
【００７０】
試験結果を、表１・２に示すが、カチオン系のみでは本発明の範囲のフロック径を得難いことが分かる。なお、カチオン系／両性系、両性系／アニオン系の組み合わせでも、３ｍｍ以上のフロック径は得難いことを確認している。
【００７１】
（２）ろ過脱水試験
▲１▼凝集沈降試験で得た試料（二次凝集処理水）の全量を、濾布で、常温ろ過する。
【００７２】
▲２▼ろ過後の濾液についてＳＳを目視判定した。判定基準は下記の如くとした。
【００７３】
−：澄んでいる
＋：わずかに濁っている
＋＋：濁っている
▲３▼ろ過後の濾布上に残ったケーキのフロック強度を手触りにより判定した。判定基準は下記の如くとした。
【００７４】
◎：強
○：中
△：弱
▲４▼ろ過後の濾布上に残ったケーキを加圧脱水（圧力条件：０．９８ｋＰａ×１ｍｉｎ）して得た脱水ケーキを加熱乾燥（１２０℃×９０ｍｉｎ）し、その加熱乾燥前後のケーキ重量を測定して、水分（湿潤基準含水率）を算定した。
【００７５】
試験結果を表２に示すが、カチオン系（アンモニウム塩ポリマー系）のみでは（比較例３）、フロック強度が十分でなく、フロックが加圧脱水させるとろ布を通過してしまい、含水率も測定不可であった。当然、含水率は８５％以上であると推定される。また、アンモニウム塩ポリマー系／ポリアクリル酸エステル系併用の場合（比較例１・２）でも、ポリアクリル酸エステルが１６０ｐｐｍ未満では、フロック径が小さすぎてろ過脱水できなかった。
【００７６】
これに対し、カチオン系２種の場合の実施例１・２においては、ケーキ水分が６１〜６２％と、低水分のものがろ過脱水により得られた。また、カチオン系１種の場合でも、ケーキ水分７５．６％のものが得られた。
【００７７】
【表１】
2005007246.tif 000009
【００７８】
【表２】
2005007246.tif 000010
【００７９】
【産業上の利用可能性】
本発明の有機性廃水の処理方法は、上記着色廃水以外に、他の、下水、し尿等の都市廃水、各種産業廃水への適用も期待できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に使用する廃水処理プラントの一例を示すフローシートである。
【符号の説明】
１２    廃水貯槽
２０    一次凝集槽
２６    二次凝集槽
３２    スクリュープレス脱水機
４８    処理水沈殿槽
５０    処理水貯槽
Ｉ    凝集工程装置
ＩＩ    固液分離工程装置
ＩＩＩ    後処理工程装置
【図１】
2005007246.tif 000011